oshi - 服务器及应用监控库 - 简介与使用

2023-11-04

文章目录

- - - 简介
    - 特性
    - 相关资料
    - 运行
    - 具体使用
    - 源码分析
    - Why oshi？
    - 竞品分析
    - 总结

简介

oshi是Java的免费基于JNA的（本机）操作系统和硬件信息库。它不需要安装任何其他本机库，并且旨在提供一种跨平台的实现来检索系统信息，例如操作系统版本，进程，内存和CPU使用率，磁盘和分区，设备，传感器等。本文主要介绍 SpringBoot 集成 oshi 实现对服务器及应用的监控。

特性

使用oshi我们可以对应用程序进行监控，可以对应用程序所在的服务器资源进行监控，可以监控到很多的指标，如下：

1 计算机系统和固件，底板
2 操作系统和版本/内部版本
3 物理（核心）和逻辑（超线程）CPU，处理器组，NUMA节点
4 系统和每个处理器的负载百分比和滴答计数器
5 CPU正常运行时间，进程和线程
6 进程正常运行时间，CPU，内存使用率，用户/组，命令行
7 已使用/可用的物理和虚拟内存
8 挂载的文件系统（类型，可用空间和总空间）
9 磁盘驱动器（型号，序列号，大小）和分区
10 网络接口（IP，带宽输入/输出）
11 电池状态（电量百分比，剩余时间，电量使用情况统计信息）
12 连接的显示器（带有EDID信息）
13 USB设备
14 传感器（温度，风扇速度，电压）

运行

使用 Java 程序集成 oshi 后，对指标数据进行处理后应用图表如图：
在这里插入图片描述

具体使用

在 Spring Boot 项目中，引入以下依赖：

    <!-- 获取系统信息 -->
    <dependency>
      <groupId>com.github.oshi</groupId>
      <artifactId>oshi-core</artifactId>
      <version>5.3.6</version>
    </dependency>

    <dependency>
      <groupId>net.java.dev.jna</groupId>
      <artifactId>jna</artifactId>
      <version>5.6.0</version>
    </dependency>

    <dependency>
      <groupId>net.java.dev.jna</groupId>
      <artifactId>jna-platform</artifactId>
      <version>5.6.0</version>
    </dependency>

在依赖库（External Libraries）里确认依赖，网上有些人反映 net.java.dev.jna:jna 4.2.2 版本的有问题，建议较新版本的
在这里插入图片描述

代码实现：
首先引入工具类 Arith 和 DateUtils
然后建立实体类：Cpu(CPU运行信息), Jvm(Java虚拟机运行信息), Mem(内存运行信息), Sys(服务器运行信息), SysFile(系统磁盘状态信息) , Server总类（包含之前实体类的所有数据）
最后调用：只需要调用 Server.copyTo() 方法即可获取到之前的运行效果数据信息，如下图
在这里插入图片描述

源码分析

在这里插入图片描述

SetCpuInfo

获取 CPU 信息：此方法需要 CentralProcessor 类（中央处理器）作为参数，oshi库获取CentralProcessor 类步骤为：

首先实例化内置的SystemInfo类（该类用于访问系统和硬件信息）
然后根据此类的内置方法获取硬件抽象层类（HardwareAbstractionLayer类，硬件抽象层是一个编程层，主要用于将硬件抽象化，允许计算机操作系统在逻辑层而不是硬件层与硬件设备交互）
最后根据HardwareAbstractionLayer类内置方法获取CentralProcessor 类，提供setCpuInfo方法参数。

如上代码截图所示，长整型数组 prevTicks 与 ticks 为中央处理器类 CentralProcessor 在指定时间间隔前后（OSHI_WAIT_SECOND）获取系统范围的CPU负载计数器结果，它返回一个包含7个元素的数组，分别是CPU在七个状态下花费的毫秒数，枚举类型如下所示：

使用 CentralProcessor.TickType.getIndex() 作为索引检索prevTicks数组和ticks数组。通过测量一个时间间隔内 tick 之间的差异，可以计算该时间间隔内的CPU负载。得到CPU核心数、使用率、等待率、空闲率等信息。

SetMemInfo

获取内存信息：此方法需要硬件抽象层类提供的GlobalMemory类（负责跟踪计算机物理内存(RAM)以及可用虚拟内存使用情况）作为参数。通过GlobalMemory类的内置方法：getTotal（获取以字节为单位的实际内存数量）、getAvailable(获取以字节为单位的当前可用的物理内存量)来获取内存信息。
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SetSysInfo

获取服务器信息：首先调用Java内置的System类的 getProperties() 方法，获取当前系统属性集，并作为一个Properties对象返回，并通过对该属性集通过传参查询，得到操作系统名称、系统架构、项目路径等信息。服务器名称与服务器IP地址则通过IpUtils包装类返回InetAddress（此类为Java内置类，表示一个Internet协议(IP)地址，或许包含它对应的主机名）的 getHostAddress 与 getHostName 方法获取主机地址与主机名。
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SetJvmInfo

获取Java虚拟机信息：首先通过System系统类获取当前系统属性集后，使用Properties对象传参查询的得到JDK版本与路径；通过获得Java内置的RunTime对象（每个Java应用程序都有一个单独的Runtime类实例，它允许应用程序与运行应用程序的环境进行接口。当前运行时可以从getRuntime方法中获得）获取Java虚拟机的总内存量、 Java 虚拟机试图使用的最大内存量、Java虚拟机中的可用内存量。
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SetSysFiles

获取系统文件相关信息：首先通过 SystemInfo类获取当前平台操作系统的新实例，再根据 OperatingSystem.getFileSystem()方法实例化FileSystem对象，再通过 getFileStores() 获取本机上文件存储实例化OSFileStore对象列表，表示存储池、设备、分区、卷、具体的文件系统或其他实现特定的文件存储方法信息，该方法会返回OSFileStore对象列表。最后遍历此集合获取磁盘状态信息。
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Why oshi？

竞品分析

目前 Java 获取系统CPU和内存使用率大致有三种方法，准确率与适用性分析如下：

方法	准确率	适用Linux系统
oshi	获取的内存数据准确，CPU相对于其他两种方法差距最小	适用
sigar	获取的内存数据稍微有点差距，CPU相对OSMXB好一点	适用
OperatingSystemMXBean	获取的内存数据准确，CPU差距较大	不适用

三种主流方法具体实现方式对比如下：

方法	实现方式	复杂程度
oshi	1 添加项目Maven依赖，实例化Server类，调用Server.copyTo() 方法获取CPU，内存信运行等信息。	适中
sigar	1 使用此方法需要用到外部组件：如果是Windows系统需要将sigar-amd64-winnt.dll文件放到到 C:\Windows\System32 目录下；如果是 Linux 系统需要将libsigar-amd64-linux.so文件放到/usr/lib64目录下 2 添加项目Maven依赖，实例化Sigar类，通过其内置方法getCpuInfoList()获取内置的CpuInfo类列表，以及通过内置getCpuPerc()获取Cpu实例类，根据相关方法再获得Cpu运行信息。	最复杂
OperatingSystemMXBean	1 使用Java内置的ManagementFactory获取目标OperatingSystemMXBean类 2 通过OperatingSystemMXBean类的getSystemCpuLoad()，getTotalPhysicalMemorySize() 等方法获取CPU和内存使用率等信息。	最简单

竞品分析转载自 https://blog.csdn.net/qq_41866138/article/details/105386832，在此感谢原作者

总结

综合考虑使用 oshi方法最佳，不用使用外部组件，准确率也是最高的。

以上，谢谢浏览。

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